Paramétrage du modèle STICS pour la cartographie des risques de tassement

Le calcul des teneurs en eau journalières, pour l'ensemble des UTSI, est réalisé avec le modèle STICS

pendant une année culturale complète. Les simulations sont indépendantes et initialisées chaque année

afin d'éviter un éventuel biais sur le calcul des teneurs en eau journalières au bout de trente ans. Nous

effectuons donc trente initialisations pour trente années simulées au total.

Le paramétrage de STICS nécessite de renseigner les paramètres décrits dans le tableau 46 et

correspondant à quatre ensembles de paramètres ou de données :

- les paramètres d’entrée "sols" : le Tableau 46 précise la modalité d’estimation de ces

paramètres et la valeur prise lorsque cette valeur est unique :

i. certains paramètres sont fixés à une valeur unique, soit parce qu'ils sont

difficiles à estimer pour tous les sols, soit parce qu'ils influencent peu les calculs

des risques de tassement des sols à l'échelle nationale ;

ii. d’autres correspondent à des activations de fonctions optionnelles (seule la

fonction permettant la prise en compte de la macroporosité a été activée) ;

iii. certains paramètres sont estimés par UTS (cf. partie III.2).

- les paramètres d'entrée "Itinéraires Techniques" : il s’agit ici de décrire les itinéraires

techniques des deux cultures étudiées, le blé tendre d'hiver et le maïs. Il y a donc deux jeux de

paramètres, un par culture. Nous avons choisi de réaliser les simulations sur l’ensemble des sols sans

tenir compte de l’occupation du sol réelle. En effet, celle-ci n’est pas connue avec précision,

notamment en termes de relation sol-occupation, et en plus elle évolue dans le temps. Les résultats

présentés devront donc être relativisés par rapport aux cartes d’occupation du sol pour les deux

cultures. Nous avons choisi de travailler sans irrigation. Les dates de semis et les dates de récolte

correspondent aux dates du tableau 9. Nous avons choisi un seul groupe variétal pour le blé tendre

d’hiver (correspondant à la variété Soissons, groupe de précocité moyenne) et deux groupes variétaux

pour le maïs (correspondant à la variété précoce Furio pour les régions 4, 5 et 8, et à la variété tardive

DK250 pour les autres régions).

- les données climatiques : elles correspondent aux données simulées par le modèle

ARPEGE sur l'ensemble du territoire pour les trois climats (climat actuel et deux climats futurs). Nous

ne disposons pas des données simulées pour la Corse. Nous n'avons donc pas pu calculer les teneurs en

eau journalières, ainsi que les risques de tassement, en Corse.

- les paramètres d’initialisation :

i. la densité racinaire initiale (densinitial) est à 0 puisque l’on commence les

simulations en sol nu,

ii. la quantité d’azote minéral du sol a été fixée à 0,

iii. les humidités initiales des horizons du sol (Hinitf) sont fixées à la teneur en eau

à la capacité au champ (HCCF) au 1er janvier pour le maïs et à la teneur en eau

au point de flétrissement (HMINF) au 15 août pour le blé tendre d’hiver.

iv. Les valeurs de la quantité d’azote nitrique du sol (NO3initf) varient avec la

profondeur, comme le décrit le tableau 45.

Blé d'hiver Maïs

0-30 cm 30 kg ha

^-1

20 kg ha

^-1

30-60 cm 25 kg ha

^-1

15 kg ha

^-1

60-90 cm 20 kg ha

^-1

10 kg ha

^-1

90-120 cm 20 kg ha

^-1

10 kg ha

^-1

120-150 cm 20 kg ha

^-1

10 kg ha

^-1

Azote nitrique présent dans le sol par horizon de

30 cm d'épaisseur

Tableau 45 : Masse d'azote nitrique présente initialement dans le sol par horizon de 30 cm d'épaisseur.

Les simulations du blé tendre d’hiver démarrent le 15 août de l’année n-1 et s’arrêtent à la récolte en

août de l’année n, alors que pour le maïs les simulations démarrent le 1er janvier de l’année n et

s’arrêtent à la récolte en octobre de l’année n. Une année culturale de blé tendre nécessite donc des

données climatiques pour deux années civiles alors qu’une seule année civile suffit pour le maïs. De ce

fait, les fréquences d'apparition d'un excès d'eau dans les sols sont calculées sur 29 années pour le blé,

et sur 30 années pour le maïs.

Norg Teneur en azote organique du premier horizon (% pondéral) 0,1

calc Teneur en CaCO₃ du premier horizon (%) 0 si sol non carbonaté

20 si sol carbonaté

albedo Albédo du sol nu à l'état sec ( - ) 0,25

z0solnu Rugosité du sol nu (m) 0,01

q0 Limite d'évaporation de la phase potentielle d'évaporation du sol (mm) Estimé

zesx Profondeur maximale du sol affectée par l'évaporation (cm) Estimé

cfes Paramètre de décroissance de l'évaporation en fonction de la profondeur ( - ) Estimé

profhum Profondeur d'humification (cm) 30 si épaisseur du profil > 30

cm, sinon 10 cm

concseuil Concentration minimale du sol en NH4 (kg N ha-1 mm-1) 0

pH pH ( - ) 7

ruisolnu Fraction de la pluie ruisselée en conditions de sol nu (par rapport à la pluie totale) 0

obstarac Profondeur d'un obstacle à l’enracinement (cm) Profondeur du profil

coderemontca Activation des remontées capillaires Pas activé

capiljour Remontées capillaires (mm j-1) Pas activé

humcapil Teneur en eau minimale pour l'activation des remontées capillaires (g eau g sol-1) Pas activé

codedrainage Activation des calculs de drainage Pas activé

Ecartdrain Ecartement entre drains (cm) Pas activé

Ksol Conductivité hydraulique à saturation (cm j-1) Pas activé

Profdrain Profondeur des drains (cm) Pas activé

profimper Profondeur de l'horizon imperméable (cm) Pas activé

codecailloux Prise en compte des cailloux dans le bilan hydrique Pas activé

codemacropore Création d'un compartiment dans le bilan hydrique pour la macroporosité Activé

codefente Création d'un compartiment supplémentaire dans le bilan hydrique Pas activé

codenitrif Activation du calcul de la nitrification Pas activé

vpotdenit Vitesse potentielle de dénitrification (kg NO₃ ha j-1 cm-1) 16

epc Epaisseur des horizons Estimé

HCCF Teneur en eau à la capacité au champ (g g-1) Estimé

HMINF Teneur en eau minimale exploitable par la plante (g g-1) Estimé

DAF Masse volumique (g cm-3) Estimé

infil Infiltrabilité à la base de chaque horizon (mm j-1) Estimé

epd Epaisseur de mélange de l'azote (cm) 10

cailloux Teneur volumique en cailloux (%) 0

typecailloux Type de cailloux : calcaires, graviers, silex, granits, autre 0

gpreco Numéro du groupe variétal à choisir dans le fichier Plante Estimé

iplt Jour julien de la date de semis Estimé

irecbutoir Jour julien de récolte Estimé

Jul, qté Jours et quantités d'eau apportées en cas d'irrigation (mm) Pas activé

Latitude Latitude de la station (degré) Données ARPEGE

Tmin Température minimale journalière (°C) Données ARPEGE

Tmax Température maximale journalière (°C) Données ARPEGE

Pluviométrie Pluviométrie journalière (mm) Données ARPEGE

Rg Rayonnement global journalier (MJ m-2 j-1) Données ARPEGE

Humair Humidité de l'air (de 0 à 1) Données ARPEGE

Vent Vitesse du vent (m s-1) Données ARPEGE

Hinitf Teneur en eau de chaque horizon au début de la simulation (% pondéral) Estimé

NO3initf Quantité d'azote nitrique de chaque horizon au début de la simulation (kg N ha-1) Estimé

densinitial Densité racinaire de chaque horizon (cm cm-3) 0

NH4initf Quantité d'azote minéral de chaque horizon au début de la simulation (kg ha-1) 0

Informations nécessaire pour le profil

Données d'entrée Itinéraire Technique

Informations nécessaires pour chaque horizon

Données d'entrée Sol

Paramètres d'initialisation Données Climat

Tableau 46 : Paramètres et données d’entrée du modèle STICS pour la cartographie des risques de tassement des sols

français

13

.

13

Lors de l'inversion de STICS, la valeur unique de l'albédo a été fixée à 0,2. Le paramétrage amélioré de STICS est donc

calibré avec cette valeur. Or, nous avons calculé les risques de tassement des sols avec une valeur d'albédo égale à 0,25. Nous

avons vérifié si cet écart de 0,05 avait une influence sur les prévisions des risques de tassement des sols. Les résultats

Dans le document Spatialisation de modèles de fonctionnement hydromécanique des sols appliquée à la prévision des risques de tassement à l'échelle de la France (Page 158-161)